KR20040023282A - 통신 시스템에서의 전송 체인 및 그를 이용한 물리 채널포맷 전송 방법 및 검출 방법 - Google Patents

통신 시스템에서의 전송 체인 및 그를 이용한 물리 채널포맷 전송 방법 및 검출 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 통신 시스템에서의 전송 체인 및 그를 이용한 물리 채널 포맷 전송 방법 및 검출 방법에 관한 것으로, 가변 데이터 레이트 전송을 수행하는 통신 시스템에서 데이터 레이트 판정을 위한 시간을 최소화할 수 있는 전송 체인 및 그를 이용한 물리 채널 포맷 전송 방법 및 검출 방법에 관한 것이다. 이와 같은 본 발명 전송 체인은 정보 비트를 인코더의 입력 길이에 맞게 레이트 매칭하는 아우터 레이트 매칭부와, 상기 레이트 매칭된 데이터에 테일 비트가 추가된 데이터를 인코딩하는 인코더부와, 상기 인코딩된 데이터를 채널 인터리버 사이즈에 맞도록 레이트 매칭하는 이너 레이트 매칭부와, 상기 레이트 매칭된 데이터를 채널 인터리빙하는 채널 인터리버부와, 상기 채널 인터리빙된 데이터를 변조하여 송신하는 변조부를 포함하여 구성된다.

Description

통신 시스템에서의 전송 체인 및 그를 이용한 물리 채널 포맷 전송 방법 및 검출 방법{Transmission chain in communication system and method for transmitting and detecting physical channel format uging the same}
본 발명은 통신 시스템에서의 전송 체인 및 그를 이용한 물리 채널 포맷 전송 방법 및 검출 방법에 관한 것으로, 가변 데이터 레이트 전송을 수행하는 통신 시스템에서 데이터 레이트 판정을 위한 부담을 최소화할 수 있는 전송 체인 및 그를 이용한 물리 채널 포맷 전송 방법 및 검출 방법에 관한 것이다.
통신 시스템에서 전송 데이터 레이트는 가변되는 경우가 많다.
이는 데이터가 음성 신호인 경우에 음성 활성화(voice activity)에 의해 데이터 레이트가 변화하기 때문에 발생한다. 또 다른 예로 패킷(Packet) 데이터 시스템에서는 데이터 발생의 버스트(burst) 성질에 의해 전송 레이트는 시간에 따라 변화한다. 특히, 이동 통신 시스템에서는 수신단의 전송 전력의 여분과 이동 채널 환경 등을 고려하여 전송 레이트를 환경에 적응하기 위하여 가변하는 경우가 있다.
이러한 가변 데이터 레이트 전송 방식에서 전송 레이트는 미리 고정되지 않으며, 송신단은 전송 프레임 단위로 그때그때 상황에 따라 미리 수신단과 약속된 데이터 레이트들 중에서 하나를 선택하여 데이터를 전송하게 된다.
수신단은 전송 프레임의 데이터 레이트 즉 전송 포맷을 모르므로, 송신단은 전송 포맷에 대한 정보를 제어 채널을 통해 보내든지, 수신단이 수신된 데이터에 대해 수신 가능한 모든 형태의 포맷에 대해서 검출(detection)을 하고 가장 좋은 결과를 만들어낸 포맷 하나를 전송할 때 사용한 포맷으로 판단하는 블라인드검출(blind detection) 과정을 수행해야 한다.
이때 제어 채널을 통해 전송 포맷을 알려주는 방법은 추가적인 제어 채널이 필요하므로 이러한 채널의 운용 부담이 큰 경우에는 부적절한 방법이다.
이와 달리 블라인드 검출(blind detection) 방법은 추가적인 채널의 부담 없이 단지 수신기의 복잡도를 대가로 운용할 수 있는 방법이다.
이때 송신단에서 전송하는 데이터(음성, 멀티미디어, 시그널링 등)에 대한 정보를 수신단에 알려주지 못하는 시스템의 수신단에서는 수신된 데이터에 대해 수신 가능한 모든 형태의 포맷에 대해서 검출(detection)을 하게 된다. 이를 실행한 후 가장 좋은 결과를 만들어낸 포맷 하나를 송신단에서 전송할 때 사용한 포맷으로 판단하게 되는 것을 블라인드 검출(blind detection)이라 한다.
여기서 모든 형태의 전송 포맷이라 함은 정보 데이터(information date)의 비트 수(information bit), 코딩(coding)방법, 코딩 레이트(coding rate), 레이트 매칭(rate matching)(반복 및 펑처링(repetition & puncturing)), 인터리빙(interleaving) 방법, 프레임의 길이, 변조(modulation) 방법 등의 모든 통신 전송 체인을 포함한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 종래 기술에 따른 통신 시스템의 전송 체인을 설명하기로 한다.
도 1은 현재 사용되고 있는 일반적인 다중채널 구조의 송신단을 나타낸 도면이고, 도 2는 이에 대응하는 수신단을 나타낸 도면이다.
종래 기술에 따른 통신 시스템의 전송 데이터(정보 비트)는 에러검출코드 추가 블록(10)에서 CRC 코드와 같은 에러 검출 코드가 부가된다.
그리고, 이 CRC 코드가 부가된 비트는 테일 비트 추가 블록(20)에서 부호기의 최종 상태(state)를 알려진 상태(trellis termination)로 보내주기 위한 테일 비트들이 부가된다.
테일 비트가 부가된 비트들은 부호화기(30)에서 컨벌루셔널 코드로 부호화된다.
이러한 과정을 통해 생성된 부호화된 비트들은 전송하는 슬롯의 길이에 맞게 심볼반복 및 펑쳐링 블록(40)에서 전송하는 슬롯의 길이에 맞게 심볼반복 및 펑쳐링된다.
예를 들면 1xEV-DV 시스템에서는 사용 가능한 왈시 코드(walsh code)수의 제한으로 인해 PDCCH에서는 길이가 64칩인 왈시 코드(walsh code)를 사용한다. 따라서 한 슬롯당 들어가는 부호화된 비트(coded bit)의 수는 48비트(bit)가 된다.
PDCCH에서는 전송을 하기 위해서 사용하는 슬롯(slot)의 길이가 1, 2, 4 슬롯(slot)이므로 1 슬롯(slot) 길이에는 48 부호화된 비트(coded bit)가, 2 슬롯(slot) 길이에는 96 부호화된 비트(coded bit), 그리고 4 슬롯(slot) 길이에는 192 부호화된 비트(coded bit)가 들어간다.
상기 펑쳐링된 비트들은 블록 인터리버(50)에서 인터리빙되고, 변조기(60)에서 QPSK 방식에 의하여 변조된다. 이 변조된 신호는 왈쉬 코드들 중의 일부를 사용하여 I 채널 및 Q 채널로 분리된다.
이때, 앞에서 설명한 F-PDCCH의 전송 길이 1 slot, 2 slot, 4 slot에서 slot이란 1.25 msec의 시간 단위를 의미한다. 이때, 송신단은 지금 전송되고 있는 F-PDCCH의 길이를 수신단에게 알려주지 않는 경우 수신단은 전송 포맷이 어떤 포맷인지를 명확히 알 수 없다.
수신단의 구성은 도 2에 나타낸 바와 같은데, 우선 수신신호를 복조하는 복조기(70), 디인터리빙하는 디인터리버(80), 디펑쳐링하는 디펑쳐링 블록(90)과 복호화기(100) 및 에러 검출 블록(110)으로 구성되어 있으며, 도 1의 송신단의 구성과 역순으로 구성된 것을 알 수 있다. 이와 같은 수신단은 전송 가능한 포맷(format) 하나 하나에 일대일 대응된다.
여기서, 도 2에 나타낸 바와 같은 수신단은 수신된 F-PDCCH의 전송 길이(혹은 포맷)가 무엇인지를 알기 위하여, 수신된 데이터에 대하여 송신 가능한 전송 포맷에 대한 디코딩을 복호화기(100)에서 전부 수행하고, 에러 검출 블록(110)에서 CRC(주기적 덧붙임 검사 : cyclic redundancy checking)를 검사하여야 각 포맷에 대한 데이터 복원 성공 여부를 결정한다.
그러나 이와 같은 종래 기술에 따른 블라인드 검출에 있어서는 수신된 신호를 전송 포맷에 맞춰 복조, 디인터리버, 디펑쳐링(Rate matching), 복호화를 진행하는 과정을 거쳐야 하는데, 이 과정은 모든 포맷에 적용되어야만 한다. 따라서 수신 가능한 포맷의 수가 매우 많은 경우에는 검출 시간(detection time)이 상당히 길어 질 수밖에 없다. 결국 이는 시스템의 하드웨어(hardware)적인 손실(loss)에서부터 시스템의 성능 손실(performance loss)까지도 일으키게 된다. 특히, 검출 시간(detection time)의 대부분은 디코딩(decoding)과정이 차지하는데 모든 전송포맷에서 필수적으로 디코딩 과정을 매번 실행하기 때문에 검출 시간(detection time)이 많이 걸린다는 문제점과, 이외의 구간에서 검출시간을 감소시키기에 한계가 있다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 점을 감안하여 안출한 것으로, 가변 데이터 레이트 전송을 수행하는 통신 시스템에서 데이터 레이트 판정을 위한 시간을 최소화할 수 있는 전송 체인 및 그를 이용한 물리 채널 포맷 전송 방법 및 검출 방법을 제공하기 위한 것이다.
상기한 바와 같은 본 발명의 일 특징에 따르면, 정보 비트를 인코더의 입력 길이에 맞게 레이트 매칭하는 아우터 레이트 매칭부와, 상기 레이트 매칭된 데이터에 테일 비트가 추가된 데이터를 인코딩하는 인코더부와, 상기 인코딩된 데이터를 채널 인터리버 사이즈에 맞도록 레이트 매칭하는 이너 레이트 매칭부와, 상기 레이트 매칭된 데이터를 채널 인터리빙하는 채널 인터리버부와, 상기 채널 인터리빙된 데이터를 변조하여 송신하는 변조부를 포함하여 구성된다.
바람직하게, 상기 아우터 레이트 매칭부와 인코더부 사이에, 상기 레이트 매칭된 데이터를 전송 포맷에 맞게 인터리빙하는 아우터 인터리버부를 더 포함하여 구성된다.
바람직하게 상기 인코더의 출력이 상기 채널 인터리버부의 채널 인터리버 사이즈에 맞게 출력되면, 상기 전송 체인은 상기 인코더부의 다음단에 상기 채널 인터리버부와, 변조부가 구성된다.
상기한 바와 같은 본 발명의 다른 특징에 따르면, 복조된 데이터를 채널 디인터리빙하는 채널 디인터리버부와, 상기 디인터리빙된 데이터를 레이트 디매칭하는 이너 레이트 디매칭부와, 상기 레이트 디매칭된 데이터를 디코딩하는 디코딩부와, 상기 디코딩된 출력값을 디펑처링 및 심볼 컴바인하는 아우터 레이트 디매칭부와, 상기 레이트 디매칭된 데이터에 대하여 원래의 정보 데이터 및 CRC 데이터를 복구하는 결정부를 포함하여 구성된다.
바람직하게, 상기 디코딩부와 아우터 레이트 디매칭부 사이에, 상기 디코딩된 출력 데이터를 아우터 디인터리빙하는 아우터 디인터리버부를 더 포함하여 구성된다.
바람직하게, 상기 채널 디인터리버부의 출력이 상기 디코딩부의 사이즈에 맞게 출력되면, 상기 전송 체인은 상기 채널 디인터리버부 다음단에 디코딩부가 구성된다.
상기한 바와 같은 본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 송신측에서 가변길이의 전송 포맷을 갖는 물리채널을 통해 임의의 데이터를 수신측으로 송신하는 경우 상기 가변길이 전송 포맷의 임의의 데이터에 대하여, 인코더의 입력 길이에 맞게 상기 데이터를 레이트 매칭하는 단계와, 상기 레이트 매칭된 데이터를 인코딩하는 단계와, 상기 인코딩된 데이터를 채널 인터리빙 및 변조하여 송신하는 단계를 포함하여 이루어진다.
바람직하게, 상기 레이트 매칭 단계는, 상기 송신측 시스템에서 사용하는 전송 가능한 모든 포맷들에 대해 동일한 길이를 갖도록 레이트 매칭을 실시한다.
바람직하게, 상기 레이트 매칭 후 상기 레이트 매칭된 데이터에 대한 인터리빙을 실시하는 단계와, 상기 인코딩 후 상기 인코딩 데이터가 상기 채널 인터러빙을 위한 레이트 매칭을 추가적으로 실시하는 단계를 더 포함하여 이루어진다.
상기한 바와 같은 본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 수신신호를 복조한 데이터에 대하여 시스템에서 사용가능한 디코딩 방법 중 하나를 사용하여 디코딩하는 단계와, 상기 디코딩된 데이터에 대하여 시스템에서 사용 가능한 전송 포맷 중 하나를 사용하여 레이트 디매칭하는 단계를 포함하여 이루어진다.
바람직하게 상기 디코딩 단계는, 상기 복조한 데이터를 채널 디인터리빙하는 단계와, 상기 채널 디인터리빙된 데이터가 상기 디코딩에 적합한 경우 상기 디코딩을 실시하고, 상기 디코딩에 적합하지 않으면 이너 레이트 디매칭하는 단계를 더 포함하여 이루어진다.
바람직하게, 디코딩 단계 후 상기 디코딩된 데이터를 아우터 디인터리빙하는 단계 및 상기 레이트 디매칭된 데이터에 대한 전송포맷을 결정하고, 에러 체크하여 송신단이 전송시 사용한 전송 포맷을 판정하는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 다른 목적, 특성 및 이점들은 첨부한 도면을 참조한 실시 예들의 상세한 설명을 통해 명백해 질 것이다.
도 1은 일반적인 다중 채널 구조의 송신단을 나타낸 블록 구성도
도 2는 일반적인 다중 채널 구조의 수신단을 나타낸 블록 구성도
도 3은 본 발명에 따른 전송 체인의 송신단의 구성을 나타낸 블록 구성도
도 4는 본 발명에 따른 전송 체인의 수신단의 구성을 나타낸 블록 구성도
도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 전송 체인을 이용한 물리채널 포맷 전송 방법의 실시예를 설명하기 위한 도면
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
200 : 에러검출 코드 추가부210,250 : 레이트 매칭부
220,260 : 인터리버부230 : 테일 비트 추가부
240 : 인코딩부270 : 변조부
300 : 복조부310 : 채널 디인터리버부
320 : 이너 레이트 디매칭부330 : 디코딩부
340 : 아우터 디인터리버부350 : 아우터 레이트 디매칭부
360 : 결정부370 : 에러 검출부
이하, 본 발명에 따른 전송 체인 및 그를 이용한 물리 채널 포맷 전송 방법 및 검출 방법의 바람직한 실시 예들을 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명에 따른 전송 체인의 송신단의 구성을 나타낸 블록 구성도이고, 도 4는 본 발명에 따른 전송 체인의 수신단의 구성을 나타낸 블록 구성도이다.
본 발명에 따른 전송 체인의 송신단은 도 3에 나타낸 바와 같이, 전송 데이터(information bit)에 CRC 코드와 같은 에러 검출 코드를 부가하는 에러검출코드 추가부(200)와, CRC(cyclic redundancy checking : 주기적 덧(붙임) 검사) 코드가 부가된 비트를 인코더의 입력 길이에 맞게 레이트 매칭(심볼 반복 및 펑쳐링)하는 아우터 레이트 매칭(outer rate matching)부(210)와, 레이트 매칭된 데이터를 전송 포맷에 맞게 인터리빙하는 아우터 인터리버부(220)와, 상기 인터리빙된 데이터에 인코더(encoder)의 최종 상태(state)를 알려진 상태(trellis termination)로 보내주기 위한 테일 비트들을 추가하는 테일 비트 추가부(230)와, 상기 테일 비트가 추가된 데이터를 인코딩하는 인코더부(240)와, 상기 인코딩된 데이터를 채널 인터리버 사이즈에 맞도록 레이트 매칭하는 이너 레이트 매칭(inner rate matching)부(250)와, 레이트 매칭된 데이터를 채널 인터리빙하는 채널 인터리버부(260)와, 채널 인터리빙된 데이터를 변조하여 송신하는 변조부(270)로 구성된다.
이와 같은 송신신호를 수신하기 위한 본 발명에 따른 전송 체인에서의 수신단은 도 4에 나타낸 바와 같은데, 수신단은 우선 전송된 신호를 수신버퍼(도시하지 않음)에 저장한다. 이후 이 수신신호가 어떠한 포맷으로 전송되었는지를 판별하기 위한 검출과정을 진행한다. 이와 같은 검출과정은 송신 채널 구조의 역순으로 진행된다.
이와 같은 수신단은, 수신신호에서 데이터를 복조하는 복조부(300)와, 복조된 데이터를 채널 디인터리빙 및 레이트 디매칭하는 채널 인터리버부(310) 및 이너 레이트 디매칭부(inner rate dematching)(320)와, 레이트 디매칭된 데이터를 인코딩시의 코딩율로 디코딩하는 디코딩부(330)와, 디코딩된 출력값을 아우터 디인터리빙하여 수신단에서의 디코딩 과정을 완료하는 아우터 디인터리버부(340)와, 심볼반복과 펑처링되었던 심볼들을 디펑처링 및 심볼 컴바인하는 아우터 레이트 디매칭부(350)와, 레이트 디매칭된 데이터들에 대한 하드 디시젼(hard decision)을 적용하여 최종적으로 정보 데이터 및 CRC 데이터로 복구하는 결정부(360)와, CRC 체크하여 에러가 발생되지 않는 포맷에 대해 송신단이 전송시 사용한 포맷으로 판정하는 에러 검출부(370)로 구성된다.
이와 같은 본 발명 전송체인의 수신단은 디코딩 과정이 아우터 레이트 디매칭 전에 이루어지도록 구성됨에 특징이 있다.
참고적으로 송신단의 아우터 인터리버부(outer interleaving)(220)와 이너 레이트 매칭부(250) 그리고, 이에 대응되는 수신단에서의 아우터 디인터리버부(340)와, 이너 레이트 디매칭(320)부는 생략할 수 있다.
이를 설명하면 송신단의 아우터 인터리버부(220)는 인접한 데이터들의 분산을 통해 에러 발생을 최소화하기 위한 것으로써, 아우터 레이트 매칭부(210)에서 레이트 매칭이 이루어진 데이터들은 대부분의 경우 심볼 반복이 이루어진다. 예를 들어 '101'의 데이터가 4번 반복이 이루어지면 '1111 0000 1111'의 형태로 출력된다. 즉 같은 정보에 대한 반복이 이루어지므로 아우터 인터리버부(220)에서는 아우터 레이트 매칭이 이루어진 데이터들의 간격을 넓혀 주어 에러 발생을 최소화하는 이득(gain)을 얻을 수 있다. 하지만 성능개선에 비해 송신단의 구조가 복잡해 질 수 있으므로, 아우터 인터리버부(220)의 구성을 다양한 실험이나 현장 경험에 따라 송신단의 구성에 추가하거나, 필요에 따라서는 생략할 수도 있다.
또한 이너 레이트 매칭은 인코딩부(240)를 통과한 데이터 크기가 채널(이너) 인터리버부(260)의 사이즈에 맞지 않는 경우가 발생할 수 있으므로, 이너 레이트 매칭부(250)에서 채널 인터리버부(260)의 채널 인터리버 사이즈에 맞게 레이트 매칭을 한다. 단 인코더부(240)의 출력이 채널 인터리버부(260)의 채널 인터리버 사이즈에 맞게 출력될 경우 이너 레이트 매칭부(250)의 생략이 가능한 것이다.
여기서 채널 인터리버부(260)는 도 1에 나타낸 종래 블록 인터리버(50)와 동일한 것으로, 페이딩 환경에서 한곳에 몰려서 에러가 발생하는 것을 예방하기 위해 데이터들을 분산시키는 장치이다. 이때 본 발명에서의 채널 인터리버부(260)와 아우터 인터리버부(220)의 동작원리는 같으나 사용목적은 위에서 언급했듯이 아우터 인터리버부(220)는 반복된 심볼들을 분산시키는 것이고, 채널 인터리버부(260)는 페이딩에 의한 에러를 방지하기 위해 데이터를 분산시키는 것으로, 둘의 작동 방법은 다를 수 있다. 즉 서로 다른 구조의 인터리버 사용이 가능하다는 것이다.
그리고 아우터 레이트 매칭부(210)와 이너 레이트 매칭부(250)의 동작원리는 같다. 그러나 작동방법은 다를 수 있다. 즉 아우터 레이트 매칭부(210)는 정보 비트(information data)를 같은 인코더를 사용하기 위해 사용하게 되고, 이너 레이트 매칭부(250)는 앞에서 설명한 바와 같이 채널인터리버 사이즈에 맞추기 위해 사용된다.
또한, 수신단에서의 아우터 디인터리버부(340)와 이너 레이트 디매칭부(320)의 역할 및 채널 디인터리버부(310)와 아우터 레이트 디매칭부(350)의 역할 및 동작은 송신단과 동일한 역할 및 동작을 한다.
따라서 아우터 인터리버부(220)를 사용할 경우 성능이 개선될 수 있지만, 성능개선에 비해 구조만 복잡해지는 결과를 낳을 경우도 있으므로 상황(실험이나 현장 경험)에 따라 적용할 수도 적용하지 않을 수 있는 것이다.
하지만 이너 레이트 매칭부(250)는 인코딩부(240)의 출력이 채널 인터리버부(260)의 채널 인터리버 사이즈에 맞게 출력될 경우를 제외하고는 거의 모든 경우 사용하여야 한다.
본 발명에서의 인코딩(Encoding) 방법에는 컨벌루션 코딩(convolutional coding), 터보 코딩(turbo coding), 또는 이외의 모든 채널 코딩이 모두 가능하다.
이와 같은 본 발명 전송 체인은 수신단에서의 데이터 레이트 판정 시간을 최소화하기 위하여 송신단에서의 인코딩부(240)의 구성을 아우터 레이트 매칭부(210)의 후단에 두고 있고, 그에 따라 수신단에서의 디코딩부(330)의 구성을 아우터 레이트 디매칭부(350) 전단에 둔다는 것이다.
따라서 수신단은 우선 수신된 신호에 대하여 도 4에 나타낸 바와 같이, 복조(demodulation)에서부터 아우터 디인터리버(outer deinterleaving)의 단계 사이에 최소 한번에서 최대 N번까지의 디코딩을 실행한다. 예를 들면, 1/2, 1/4 컨벌루션 코딩(convolutional coding) 또는 1/5 터보 코딩(Turbo coding) 또는 이외의 다른 채널 코딩 방식에 따른 디코딩을 수행한다. 그리고 디코딩 이후의 부분들에 대해서 K1,···, KN번씩의 전송 포맷 검출을 실행한다. 여기서 N은 시스템에서 사용하는 인코딩(encoding) 방법의 수로써 최소화, 최적화한 N가지를 말한다. 즉 K1,···,KN은 각각의 인코딩(encoding) 방법을 사용하는 포맷의 수이며 K1+ ···+ KN= K 이다. 여기서 K는 전체 검색해야 할 포맷의 수이다.
또한 인코딩(Encoding) 방법에 따라서 아우터 인터리빙 사이즈(outer interleaving size), 테일 비트 사이즈(encoder tail bit size), 채널 인터리빙 사이즈(channel interleaving size)는 가변 될 수 있다.
다시 말하면, 시스템에서 사용하는 각각의 코딩(coding) 방법에 대해서 동일한 코딩(coding)을 사용하는 포맷의 집합을 묶고, 이 집합이 사용하는 코딩(coding) 방법에 따라 수신단에서는 복조(demodulation)에서부터 아우터 디인터리빙(outer deinterleaving)을 한번만 실행하고 그 이후의 과정을 각각의 포맷(포맷 1 내지 포맷 K)을 적용하여 검출(detection)한다.
따라서 시스템에서 코딩(coding) 방법을 한가지만 사용하는 경우에는 디코딩(decoding) 방법 또한 한 가지이기 때문에 복조(demodulation)에서부터 아우터 디인터리빙(outer deinterleaving) 과정을 단 한번 만 실행할 수 있게 된다.
때문에 도 2에 나타낸 기존의 방법과는 달리 전송 포맷에 대한 전체 검출 시간(detection time)을 크게 줄일 수 있게 된다.
일 예로서 전체 검색해야 할 포맷수가 도 4에 나타낸 바와 같이 K개라 한다면, 기존에는 처음부터 끝까지 포맷 검출 과정을 K번 실행하여야만 했다. 그러나본 발명에서는, 만약 코딩(coding)방식이 한가지라면, 복조(demodulation)에서부터 아우터 디인터리빙(outer deinterleaving)을 한번만 실행하고, 아우터 레이트 디매칭부(350)에서부터 에러검출부(370)에 대해서만 K번의 포맷 결정 과정중 제 1 내지 제 N 코딩 방법 중 하나의 집합에 속한 포맷 결정을 실행한다.
또한 코딩(coding) 방식이 2가지라면 복조(demodulation)에서부터 아우터 디인터리빙(outer deinterleaving)에 대해 각각 2가지 코딩(coding) 방법을 한번씩 적용하여 실행한 후 각각의 방식에 해당하는 나머지 부분들에 대해 K1, K2(K1+ K2= K)만 실행하면 된다.
이 예에서 볼 수 있듯이 본 발명을 사용하게 되면 디코딩(decoding) 횟수를 크게 감소시킬 수 있고, 이는 곧 디코딩 시간(decoding time)에서 매우 큰 감소(reduction) 효과가 발생하며 결국 검출 시간(detection time)의 큰 이득을 가져올 수 있다.
이를 첨부된 도 5 및 도 6을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 전송 체인을 이용한 물리채널 포맷 전송 방법의 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
먼저 송신단의 동작원리는 다음과 같다.
도 5에서 정보 비트(information bit)에 CRC를 추가한 전체 비트 수가 N1, N2,···,NK의 K가지 포맷을 갖는 시스템이 있다고 가정할 때, 정보 비트(information bit) + CRC 데이터는 전체 길이가 N1, N2,···, NK등으로 서로다르지만 아우터 레이트 매칭부(210)에서의 아우터 레이트 매칭(outer rate matching)을 거치고 나면 일정한 길이 LORM으로 서로 같은 길이의 비트 수를 갖게 된다.
아우터 레이트 매칭부(210)에서는 심볼(symbol)들에 대한 반복(repetition)과 펑쳐링(puncturing)이 실행된다. 이 때, 아우터 레이트 매칭부(210)를 거치고 난 데이터의 길이 LORM은 아우터 인터리버부(220)의 아우터 인터리버 사이즈(outer interleaving size) LOI에 정확히 일치하는 값이며, 인코딩부(240)에 입력되는 데이터 길이 LE에 테일 비트 추가부(230)에서 추가된 테일 비트 길이 LET(Encoder tail bit)를 뺀 값과도 일치하는 값이다.
다시 말하자면, LORM= LOI= LE- LET이다.
아우터 레이트 매칭(outer rate matching)과 아우터 인터리빙(outer interleaving)을 마친 데이터는 인코더 테일 비트(encoder tail bit)를 추가하여 인코딩부(240)에 입력된다. 여기서 인코더 테일 비트(encoder tail bit)의 길이 LET는 인코딩(encoding) 방식에 따라 가변 되며, 인코딩(encoding) 방식은 컨벌루션 코딩(convolutional coding) 또는 터보 코딩(Turbo coding) 또는 이외의 모든 채널 코딩이 가능하다.
이 때, 본 발명에서 사용하는 전송 체인의 인코딩(encoding)방법을 한가지라고 가정하여 설명한다.
인코더 테일 비트가 추가된 데이터가 인코딩부(240)를 통과하면 LEC길이(LECbits)를 갖는 데이터가 생성된다. 이는 다시 채널 인터리버 사이즈(channel interleaver size) LCI에 맞추기 위해 이너 레이트 매칭(inner rate matching)을 거치게 되며, 이너 레이트 매칭(inner rate matching)부(250)를 통과한 데이터는 최종적으로 채널 인터리버부(260)를 거치면서 모든 과정을 마치게 된다. 이 과정들이 모두 실행되면 최종적으로 전체 비트 길이가 LCI인 데이터가 전송된다.
결국 아우터 레이트 매칭부(210)를 통과한 이후부터의 데이터는 도 5에 나타낸 바와 같이 각각의 블록에서 정보 비트(information bit)의 길이에 상관없이 동일한 데이터 길이를 갖게 되는 것이다. 이것은 도 4에 나타낸 수신단에서 블라인드 검출(blind detection)을 통해 수신 데이터를 복구하는데 매우 유리하게 작용한다.
수신단에서의 동작원리는 다음과 같다.
전송된 신호를 수신단에서는 먼저 수신 버퍼에 저장된다. 이 후, 상기 수신 신호가 어떠한 포맷으로 전송되었는지를 판별하기 위한 검출(detection)과정을 진행하게 된다.
진행 과정은 송신 채널 구조의 역순으로 진행된다.
즉 도4에서처럼 먼저 채널 디인터리버부(310)와 이너 레이트 디매칭부(320)를 거쳐 디코딩부(330)에서 디코딩(decoding) 한다. 이 때 디코딩부(330)에서 출력된 값들은 아우터 레이트 디매칭(340)부에서 심볼 컴바인(symbol combine)을 위해 소프트 출력(soft output) 값으로 유지되어야 한다. 이 값들은 다시 아우터 디인터리버부(340)와 아우터 레이트 디매칭부(350)를 거친다.
아우터 레이트 디매칭부(outer rate dematching)(350)에서는 반복과 펑처링되었던 심볼(symbol)들을 디펑처링 및 심볼 컴바인(combine)한다.
이렇게 컴바인(combine)된 신호들은 결정부(360)에서 하드 디시젼(hard decision)을 적용하여 최종적으로 정보 비트(information bit)와 CRC 데이터로 복구된다.
복구된 신호는 검출이 올바르게 되었는지를 판별하기 위해서 에러 검출부(370)에서 CRC 체크를 하게 된다. 만약 CRC 체크에 에러가 발생되지 않는 포맷에 대해서는, 송신단이 전송시에 사용한 포맷으로 판정한다.
이를 구체적인 수치를 사용하여 도 6을 참조하여 설명하기로 한다.
도 6에서는 IS-95 기본 채널(fundamental channel)에 기반하여 설명한다.
만약 한 프레임의 길이를 20ms라 하고, 9600bps, 19200bps, 38400bps의 세가지 포맷 중 하나를 이용하여 데이터를 전송할 수 있는 시스템이 있다고 할 때, 예를 들어 9600bps의 경우 정보 비트(information bit)가 172비트이고, CRC가 12비트라고 한다면 결국 N1은 184비트가 된다.
마찬가지로 19200bps의 경우 정보 비트가 360비트이고, CRC가 16비트라고 한다면 N2는 376비트가 된다. 또한, 38400bps의 경우 정보비트가 744비트이고, CRC 16비트라고 한다면 결국 N3는 760비트가 된다.
이러한 경우 전송 체인은 도 6에 나타낸 바와 같이, 아우터 인터리빙 사이즈(outer interleaving size) LOI= 760비트, 인코더 테일 비트(Encoder tail bit) LET= 8비트, 인코딩(Encoding) 방법으로써 1/4 컨벌루셔널 코딩(convolutional coding), 채널 인터리버 사이즈(channel interleaver size) = 3072비트의 전송 체인이 가능해 진다.
위와 같은 방식의 전송 체인을 사용하게 되면 수신단에서는 다음과 같은 과정을 통해 전송 포맷에 대한 블라인드 검출(detection)을 실행하게 된다.
먼저 복조(demodulation)를 거친 후 3072비트의 채널 디인터리버를 통해 디인터리빙을 실행한다. 이 블록의 출력 값을 다시 1/4 컨벌루셔널 디코더를 통과시켜 디코딩한다. 이때 디코더(decoder)의 출력값은 소프트(soft) 값을 유지한다.
디코더(Decoder)의 출력(output)을 다시 760비트 사이즈의 아우터 디인터리버(outer deinterleaver)를 통과시킨다. 여기까지의 진행과정은 포맷 3개에 대해 동일하게 적용되므로 수신단에서는 위의 과정을 단 한 번만 실행하게 된다. 따라서, 이 과정까지 진행된 소프트(soft) 출력값을 가지고 각각의 포맷 즉, 9600bps, 19200bps, 38400bps에 대해 남은 검출(detection)과정을 실행하게 된다.
이때, 아우터 레이트 디매칭(Outer rate dematching)부에서 소프트 심볼(soft symbol)에 대한 디펑처링(depunctuing)과 컴바이닝(combining)이 진행되고 이 값들은 결정부(decision)를 통과함으로서 하드 디시젼(hard decision)된 값을 얻게 된다. 그리고 최종적으로 CRC 체크를 실행하는데, 이 때 CRC 체크에 성공한 포맷을 전송시에 사용한 포맷으로 인식하게 되는 것이다.
본 발명의 가장 큰 특징은 기존 방법과는 다르게 수신단에서 복조 및 아우터 디인터리버(demodulation ~ outer deinterleaver)까지는 수신기에서 최소 한번만을 실행한다는 것이다. 그 다음으로 여기까지 재생된 신호를 이용하여 그 이후의 부분들(outer rate dematching ~ CRC check)에 대해서 나머지 검출(detection) 과정을 실행하여 각 포맷 적용 유무에 대해 판정을 하는 것이다. 이 방법은 기존의 방법들이 복조에서 CRC 체크(demodulation ~ CRC check)까지 각 포맷에 대해 모두 실행했던 것에 비하여 상당한 검출 시간(detection time)의 이득을 가져온다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 이탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의하여 정해져야 한다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명 전송 체인에 있어서는 전송체인의 구조를 디코딩후 레이트 매칭을 하는 구조로 바꿈으로써 수신단에서 블라인드 검출을 수행함에 있어 디코딩을 통해 재생된 신호 중에서 레이트 디매칭을 통해 전송 포맷 판정을 수행하도록 함으로써 블라인드 검출 시간을 최소화할 수 있어 시스템 성능을 최적화할 수 있다.

Claims (12)

  1. 정보 비트를 인코더의 입력 길이에 맞게 레이트 매칭하는 아우터 레이트 매칭부와;
    상기 레이트 매칭된 데이터에 테일 비트가 추가된 데이터를 인코딩하는 인코더부와;
    상기 인코딩된 데이터를 채널 인터리버 사이즈에 맞도록 레이트 매칭하는 이너 레이트 매칭부와;
    상기 레이트 매칭된 데이터를 채널 인터리빙하는 채널 인터리버부와;
    상기 채널 인터리빙된 데이터를 변조하여 송신하는 변조부를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 전송 체인.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 아우터 레이트 매칭부와 인코더부 사이에,
    상기 레이트 매칭된 데이터를 전송 포맷에 맞게 인터리빙하는 아우터 인터리버부를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 전송 체인.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 인코더의 출력이 상기 채널 인터리버부의 채널 인터리버 사이즈에 맞게 출력되면,
    상기 전송 체인은 상기 인코더부의 다음단에 상기 채널 인터리버부와, 변조부가 구성됨을 특징으로 하는 전송 체인.
  4. 복조된 데이터를 채널 디인터리빙하는 채널 디인터리버부와;
    상기 디인터리빙된 데이터를 레이트 디매칭하는 이너 레이트 디매칭부와;
    상기 레이트 디매칭된 데이터를 디코딩하는 디코딩부와;
    상기 디코딩된 출력값을 디펑처링 및 심볼 컴바인하는 아우터 레이트 디매칭부와;
    상기 레이트 디매칭된 데이터에 대하여 원래의 정보 데이터 및 CRC 데이터를 복구하는 결정부를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 전송 체인.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 디코딩부와 아우터 레이트 디매칭부 사이에,
    상기 디코딩된 출력 데이터를 아우터 디인터리빙하는 아우터 디인터리버부를 더 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 전송 체인.
  6. 제 4 항에 있어서, 상기 채널 디인터리버부의 출력이 상기 디코딩부의 사이즈에 맞게 출력되면, 상기 전송 체인은 상기 채널 디인터리버부 다음단에 디코딩부가 구성됨을 특징으로 하는 전송 체인.
  7. 송신측에서 가변길이의 전송 포맷을 갖는 물리채널을 통해 임의의 데이터를 수신측으로 송신하는 경우 상기 가변길이 전송 포맷의 임의의 데이터에 대하여,
    인코더의 입력 길이에 맞게 상기 데이터를 레이트 매칭하는 단계와;
    상기 레이트 매칭된 데이터를 인코딩하는 단계와;
    상기 인코딩된 데이터를 채널 인터리빙 및 변조하여 송신하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 물리 채널 포맷 전송 방법.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 레이트 매칭 단계는,
    상기 송신측 시스템에서 사용하는 전송 가능한 모든 포맷들에 대해 동일한 길이를 갖도록 레이트 매칭을 실시하는 것을 특징으로 하는 물리 채널 포맷 전송 방법.
  9. 제 7 항에 있어서, 상기 레이트 매칭 후 상기 레이트 매칭된 데이터에 대한 인터리빙을 실시하는 단계와, 상기 인코딩 후 상기 인코딩 데이터가 상기 채널 인터러빙을 위한 레이트 매칭을 추가적으로 실시하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 물리 채널 포맷 전송 방법.
  10. 수신신호를 복조한 데이터에 대하여 시스템에서 사용가능한 디코딩 방법 중 하나를 사용하여 디코딩하는 단계와;
    상기 디코딩된 데이터에 대하여 시스템에서 사용 가능한 전송 포맷 중 하나를 사용하여 레이트 디매칭하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 물리 채널 전송 포맷 검출 방법.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 디코딩 단계는,
    상기 복조한 데이터를 채널 디인터리빙하는 단계와,
    상기 채널 디인터리빙된 데이터가 상기 디코딩에 적합한 경우 상기 디코딩을 실시하고, 상기 디코딩에 적합하지 않으면 이너 레이트 디매칭하는 단계를 더 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 물리 채널 전송 포맷 검출 방법.
  12. 제 10 항에 있어서, 디코딩 단계 후 상기 디코딩된 데이터를 아우터 디인터리빙하는 단계 및 상기 레이트 디매칭된 데이터에 대한 전송포맷을 결정하고, 에러 체크하여 송신단이 전송시 사용한 전송 포맷을 판정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 물리 채널 전송 포맷 검출 방법.
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